我楽多三昧の備忘録
気温計、気圧計の試作
トランジスタ技術2014年2月号の付録、32ビットARMマイコン「LPC810」（8ピンDIP）と実験用基板を利用する練習として温度計、大気圧計を試作します。
この実験基板ではLPC810をI2Cマスターにして５つのI2Cデバイスを動かすことができます。
計測した温度、気圧データはI2C接続の液晶モジュールで表示させます。
他のサンプルのEEPROMとAD/DA変換モジュールは使いません。
デモプログラムも提供（トラ技付録CD）されているので、簡単に試してみることができます。
実装部品は別売のため部品キットをマルツパーツ館で購入しました。
試作に必要なもの
・実験基板：トラ技付録
・ＡＲＭマイコン ＬＰＣ８１０：トラ技付録、又は購入します
・実装部品一式（表１）：マルツパーツ館で部品キットが購入できます。
・ＡＲＭマイコン用ライタ：LPC-Link2又はトラ技ＡＲＭライタ（トラ技2014年3月付録）
などを使用します・・・私はトラ技ARMライタを使用しました。
・開発用ツール：LPCXpresso ・・・NXPのWEBサイトからダウンロードします。
・プログラム：
１）LPC810-DEMO.zip・・トラ技2014年2月付録CDに収録してあります。
２）NXP_LPC8xx_SampleCodeBundle.zip・・・LPCXpresso標準サンプル（LPCXpressoインストール時、同時にインストールされます。）
| 型名 | 回路番号 | 内容 | 数量 |
|---|---|---|---|
| LPC810 | U1 | 32ビットマイコン(NXP) | 1 |
| MADT741 | U2 | 温度センサーモジュール（搭載ICはADT7410) | 1 |
| MLPS331 | U3 | 大気圧センサーモジュール（搭載ICはLPS331) | １ |
| 24LC64 | U4 | EEPROM（今回使用しない） | １ |
| PCF8591 | U5 | AD/DA変換（今回使用しない） | １ |
| AQM0802 | LCD1 | 8x2液晶 | １ |
| FSR-41085-09 | P0 | Lピンソケット（９ピン） | １ |
| FSR-410256-09 | P1 | Lピンヘッダー（9ピン）ARMライタ接続用 | １ |
| LLED-B301 | LED1 | 青色LED、3mm | １ |
| 100Ω | R1 | 1/4Wカーボン被膜 | １ |
| 470Ω | R4 | 1 | |
| 10kΩ | R2,R3 | 2 | |
| RPER11H105K3K1C01B | C1,C2 | 積層セラミックコンデンサ １μF/50V | ２ |
| TVDP01-100-6MM-R | SW1 | タクトSW | １ |
＊その他ICソケット、８ピンDIP、１６ピンDIPを使用しました。
実験基板を使用した温度、大気圧計の回路図 （引用：トランジスタ技術 2014年2月号より）
温度センサーモジュール（MADT7410）
センサーICは、アナログデバイス社のADT7410が搭載されています。
センサーの特別な補正や校正の必要はなく使用できます。
測定範囲：－５５～１５０℃
温度精度：±０．５℃
温度分解能：１３Bit／１６Bit選択可能
初期は１３Bitにされていて、１６Bitに変更するには設定レジスター（0x03)により設定
センサー出力は、ΣーΔ変調により自動的にデジタライズされます。
ADT7410は13個のレジスター（各1バイト）があり、これらレジスターを読み書きすることにより
各種設定やデータ読み取りができます。
| レジスター名 | タイプ | アドレス | 初期値 | 内容 |
|---|---|---|---|---|
| TEMP_MSB | R | 0x00 | 0x00 | 温度データH |
| TEMP_LSB | R | 0x01 | 0x00 | 温度データL |
| STATUS | R | 0x02 | ox00 | 状態 |
| CONFIGRATION | R/W | 0x03 | 0x00 | 設定 |
| THIGH_MSB | R/W | 0x04 | 0x20(64℃） | 高温度閾値H |
| THIGH_LSB | R/W | 0x05 | 0x00(64℃） | 高温度閾値L |
| TLOW_MSB | R/W | 0x06 | 0x05(10℃） | 低温度閾値H |
| TLOW_LSB | R/W | 0x07 | 0x00(10℃） | 低温度閾値L |
| TCRIT_MSB | R/W | 0x08 | 0x49(147℃） | 危険温度閾値H |
| TCRIT_LSB | R/W | 0x09 | 0x80(147℃） | 危険温度閾値L |
| THYST | R/W | 0x0A | 0x05(5℃） | ヒステリシス温度設定 |
| ID | R | 0x0B | 0xCX | ID |
| RESET | R | 0x2F | 0xXX | ソフトウェアリセット |
温度計測：
ノーマルモードでは、自動変換シーケンスが実行され、自動変換には240msを要し、連続的に変換されます。
各々の変換結果は温度値レジスターに保存され、I2Cインターフェースを通じて利用可能になります。
・１６Bit温度データフォーマット
＋温度＝ADC値÷128
－温度＝（ADC値ー65,536）÷128
・１３Bit温度データフォーマット
＋温度＝ADC値÷16
ー温度＝（ADC値ー8,192）÷16
I２Cスレーブアドレス：0x90
データシート
ユーザーズマニュアル
大気圧センサーモジュール（MLPS331)
STマイクロエレクトロニクス社のLPS331が搭載されています。
測定範囲：２６０～１２６０ｈPa
制度：±２ｈPa
分解能：２４Bit
大気圧計算：２４Bit値を4096で割った値（ｈPa）
I2Cスレーブアドレス：0xB8 （SPI接続も選択可）
データシート
マニュアル
基板の組み立て
部品は表面実装部品はなく、すべて挿入部品です。
センサーICはＳＯＩＣ狭タイプのＩＣですが、扱いにくいため８ピンＤＩＰタイプへの変換P板に載ったモジュールに加工されています。
半田付けするのはＩＣソケット、液晶モジュール、タクトＳＷ、ＵＳＢコネクタ、ピンヘッダーとＣ，Ｒくらいで、30分もあれば半田付け完了します。
写真は、親基板とセンサーモジュール、大気圧センサーモジュール（左下）、温度センサーモジュール（右下）です。
基板右下部の８ピンソケットにそれぞれ挿入すれば完成です。
ソフトウェアの書き込みツール
書き込みツールは「トラ技ARMライタ」を使用します。
2014年3月号付録の基板に部品（マルツパーツ館でキットを購入）を取り付け、USB-JTAG変換ファームウェアをインストールします。
これで、「トラ技ARMライター」はARMデバッガー（CMSIS-DAPアダプタ）になります。
気温、大気圧実験基板とは、LPC-LINK2端子で接続します。
開発環境は、下記URLからダウンロードした「LPCXPressoIDE」をパソコンにインストールし、USBでトラ技ARMライタに接続します。
（http://lpcware.com/lpcxpresso/downloads/windows)
ソフトウェアは付属CD－ROMに収録されているサンプルファイルを使用します。
コンパイル
1.「LPCXPressoIDE」に次の２つのファイルをプロジェクトにインポートします
・LPC810-DEMO.zip
これは実験基板を動かすプログラムです。
温度、大気圧測定に関係ないコードも記載されていますので、少し修正します。
・NXP_LPC8xx_SampleCodeBundle.zip
これは「LPCXPressoIDE」の標準サンプルプログラムで、lpc800_driver_libを使用するために必要です。
「LPCXPressoIDE」がインストールされているディレクトリーの下層にあります。
(インストールディレクトリー￥lpcxpresso\Example\NXP\LPC800)
２．lpc800_driver_libプロジェクトをビルドします。
lpc800_driver_lib.aが生成されます。
３．LPC810-DEMOプロジェクトをビルドします。
気温、大気圧測定基板として動かすために不要なコードは削除（コメントアウト）します。
メイン関数を開き、
//#define EEPROM
//#define ADC
#define TEMP
#define BAR
とEEPROMとADCの定義を無効にし、再度ビルトします。
４．クイックスタートパネルからDebug'LPC_DEMO'をクリックしてデバッグします。
これで気温、大気圧測定基板のLPC810に測定プログラムが書き込まれます。
動作確認
「LPCXPressoIDE」を終了し、一旦、USB接続を外し、再度接続し、「RESETボタン」を押すと、
1秒ごとに計測を開始し、LEDが点滅し、LCDの上段に気温（℃）、下段に大気圧（Pa)が表示されます。
